一、智能電網(wǎng)之配電自動(dòng)化
堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)和各電壓等級的有機(jī)整體,是一個(gè)完整的智能電力系統(tǒng)。"堅(jiān)強(qiáng)"是基礎(chǔ),"智能"是關(guān)鍵。堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架與智能化的高度融合,是我國電網(wǎng)發(fā)展的方向。
配電自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一,需要通過配電自動(dòng)化系統(tǒng)采集盡可能多的配電信息,并向下延伸到低壓用電信息的匯集。配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有電纜和架空線路兩種方式,電纜網(wǎng)絡(luò)多采用具有遠(yuǎn)方操作功能的環(huán)網(wǎng)開關(guān),對一次設(shè)備和通信系統(tǒng)的要求高。架空網(wǎng)絡(luò)以線路上的重合器、分段器和負(fù)荷開關(guān)為主,其中架空線路多使用雙電源手拉手供電是最基本的形式。配電線路通常都是由電纜—架空線路兩種配電網(wǎng)絡(luò)混合而成,對線路上主干線分段的數(shù)量取決于對供電可靠性要求的選擇。線路分段越多,故障停電的范圍越小,但同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方案也越復(fù)雜。
配網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要由主站系統(tǒng)、配變子站監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電網(wǎng)現(xiàn)場監(jiān)控單元(FTU/TTU等)組成。?
二、智能電網(wǎng)之用電信息采集
智能用電包括兩大部分,第一部分是為滿足智能電網(wǎng)對用電的信息的掌控而建設(shè)的用電信息采集系統(tǒng)(簡稱集抄),第二部分是未來三/四網(wǎng)合一的基礎(chǔ)PFTTH,即依電力復(fù)合光纖入戶而建的電力光纖寬帶互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。
電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)是為"SG186工程"營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用提供電力用戶實(shí)時(shí)用電信息數(shù)據(jù),接入終端主要是集中器、采集器及網(wǎng)絡(luò)化智能電表,從客戶用電信息的源頭提供數(shù)據(jù)支持,為分時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)、全面預(yù)付費(fèi)的營銷業(yè)務(wù)策略的實(shí)施提供技術(shù)基礎(chǔ)。它直接面向最終電力用戶,是智能電網(wǎng)在客戶方面的具體體現(xiàn),它將極大地改進(jìn)客戶服務(wù)。人們會(huì)從日常生活中直接感受到它帶來的許多益處。
三、智能配用電系統(tǒng)通信方式的選擇
通信系統(tǒng)是建設(shè)智能配用電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),通信系統(tǒng)的好壞從很大程度上決定了系統(tǒng)的優(yōu)劣,配用電自動(dòng)化要借助可靠的通信手段,將控制中心的控制命令下發(fā)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)或遠(yuǎn)方終端,同時(shí)將各遠(yuǎn)方監(jiān)控單元(FTU/TTU/DTU/采集器)所采集的各種信息上傳至控制中心。
隨著通信手段的不斷出新,目前可供使用、選擇的通信方式有多種多樣。按照傳統(tǒng)的分類方法,可簡單地分為有線方式和無線方式,其中有線方式包括:架空明線或電纜、配電線載波、電信本地網(wǎng)、租用電話線、光纖、有線電視網(wǎng)(CATV)、現(xiàn)場總線和RS-485、專線等;無線方式包括:傳統(tǒng)無線電通信(AM、FM、PM等)、GPRS/3G、數(shù)控電臺等。配電自動(dòng)化對通信系統(tǒng)的要求,取決于配電網(wǎng)的規(guī)模和要求實(shí)現(xiàn)的具體希望水平,總體比較各種通信方式的優(yōu)劣應(yīng)綜合考慮如下幾點(diǎn):
(1)通信的可靠性
(2)通信技術(shù)的先進(jìn)性
(3)可行性和使用維護(hù)的方便性
(4)配電通信的實(shí)時(shí)性
(5)通信系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。
通過分析對比我們不難看出,配電自動(dòng)化使用的多種通信方式的特點(diǎn):
(1)架空明線或電纜。其特點(diǎn)是建設(shè)簡單,線路衰耗大,頻帶窄,容易受到干擾,電力系統(tǒng)自動(dòng)化中只能做近距離傳輸信道。
(2)配電載波。從目前的技術(shù)水平上看,典型的配電載波機(jī)的傳輸率可達(dá)到150-300bit/s,可滿足雙向通信的要求,對遠(yuǎn)方抄表和監(jiān)測線路數(shù)據(jù)比較經(jīng)濟(jì)。但對于停電區(qū)數(shù)據(jù)如何用配電載波上傳仍然是一個(gè)技術(shù)難題,有待進(jìn)一步研究。配電載波系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率較低,容易受到干擾,由于反射使得配電載波在饋線的某些部分存在盲點(diǎn),其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)相對簡單。
(3)現(xiàn)場總線和RS-485。現(xiàn)場總線(FIELD BUS)是近二十年發(fā)展起來的新技術(shù),它是連接智能化的現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò),它適合于FTU和附近區(qū)域工作站的通信,以及變電站內(nèi)部各個(gè)智能模塊之間的內(nèi)部通信,現(xiàn)場總線可分為CANBUS(Controller Area Network)、LON WORKS(Local Operating Networks)和PROFI BUS(process Field Bus)等,對于一些實(shí)時(shí)性要求不高的場合,可以利用RS-485代替現(xiàn)場總線進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的傳輸。
(4)無線通信。無線通信方式有:AM、FM、PM、GPRS等也可以應(yīng)用到配電系統(tǒng)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)傳輸,但相對來講,在數(shù)據(jù)通信速率、保密性上存在不足,目前主要做為有線通信的補(bǔ)充。
(5)光纖通信。光纖通信與其他通信比較有以下優(yōu)點(diǎn):光纖傳輸頻帶寬、通信容量大,傳輸損耗小,光電隔離,不受電磁干擾,組網(wǎng)方便、靈活。在配電自動(dòng)化中,可以利用已建成的變電站到主控中心的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,可以無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)或光纖自愈環(huán)網(wǎng)(工業(yè)交換機(jī))來進(jìn)行傳輸,這在許多地區(qū)都有成功的經(jīng)驗(yàn),是未來配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信發(fā)展方向。
以太無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù),它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸,在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層采用了PON(無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù),光線路終端(OLT)與光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間僅有光纖、光分路器等光無源器件,無需租用機(jī)房、無需配備電源、無需有源設(shè)備維護(hù)人員,因此,可有效節(jié)省建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)成本,尤其適應(yīng)于配網(wǎng)線路配網(wǎng)結(jié)構(gòu),具備通信保護(hù)能力。目前的電力骨干網(wǎng)絡(luò)已滿足向配網(wǎng)線路延伸的基本條件,EPON技術(shù)非常適合于呈帶狀或鏈狀分布的配網(wǎng)線路,系統(tǒng)建設(shè)成本低,易于維護(hù),標(biāo)準(zhǔn)10/100BASE-T RJ-4